C++ 实现银行家算法举例说明

银行家算法是一种用于避免死的资源分配算法，它通过判断系统是否处于安全状态来决定是否分配资源。下面是一个简单的C++实现银行家算法的示例：

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

// 定义进程结构体
struct Process {
    int id;  // 进程ID
    vector<int> allocation;  // 已分配资源
    vector<int> max;  // 最大需求资源
    vector<int> need;  // 剩余需求资源
};

// 检查是否满足需求
bool checkNeed(vector<int>& available, vector<int>& need) {
    for (int i = 0; i < available.size(); i++) {
        if (available[i] < need[i]) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

// 银行家算法
bool bankerAlgorithm(vector<Process>& processes, vector<int>& available) {
    int n = processes.size();  // 进程数量
    vector<bool> finish(n, false);  // 标记进程是否完成

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (finish[i]) {
            continue;
        }

        if (checkNeed(available, processes[i].need)) {
            // 分配资源
            for (int j = 0; j < available.size(); j++) {
                available[j] += processes[i].allocation[j];
            }
            finish[i] = true;
            i = -1;  // 重新开始遍历进程
        }
    }

    // 检查是否所有进程都完成
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (!finish[i]) {
            return false;
        }
    }

    return true;
}

int main() {
    // 初始化资源和进程
    vector<int> available = {3, 3, 2};
    vector<Process> processes = {
        {0, {0, 1, 0}, {7, 5, 3}, {7, 4, 3}},
        {1, {2, 0, 0}, {3, 2, 2}, {1, 2, 2}},
        {2, {3, 0, 2}, {9, 0, 2}, {6, 0, 0}},
        {3, {2, 1, 1}, {2, 2, 2}, {0, 1, 1}},
        {4, {0, 0, 2}, {4, 3, 3}, {4, 3, 1}}
    };

    // 执行银行家算法
    bool safe = bankerAlgorithm(processes, available);

    if (safe) {
        cout << "系统处于安全状态，可以分配资源。" << endl;
    } else {
        cout << "系统处于不安全状态，无法分配资源。" << endl;
    }

    return 0;
}

上述示例中，我们定义了一个`Process`结构体来表示进程，其中包含进程ID、已分配资源、最大需求资源和剩余需求资源。然后，我们实现了`checkNeed`函数来检查是否满足进程的需求，以及`bankerAlgorithm`函数来执行银行家算法。在`main`函数中，我们初始化了资源和进程，并调用`bankerAlgorithm`函数来判断系统是否处于安全状态。